JP6477095B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やファクシミリ、プリンタなどの電子写真方式を利用した定着装置および画像形成装置に関する。

通常、定着装置は、加熱部材と加圧ローラとを備え、両部材は、圧接されて定着ニップを形成するように構成されている。トナー画像が転写された記録紙は、定着装置に搬送され、定着ニップにおいて、加圧ローラによって加熱ローラの周面に押し付けられながら加熱されてトナー画像が記録紙上に熱定着される。

この熱定着においては、加熱部材と加圧ローラとの間に温度差があるため、記録紙が定着ニップを通過する際に、記録紙の表裏（加熱部材側の表面と加圧ローラ側の裏面）に温度差が生じる。具体的には、加熱ローラと接触する記録紙の表面の温度の方が、加圧ローラと接触する裏面の温度よりも高くなる。

その結果、定着ニップを通過後、記録紙に含まれている水分は、表面の方から多く蒸発し、表面への水分移動量が大きくなるため、表面の方が裏面よりも水分量が多くなり、その結果、表面の紙繊維の伸びが裏面よりも大きくなって、記録紙が裏面側にカールする現象（以下、「バックカール」という。）が生じる。

特に最近は、省エネ／ウォームアップを速くするとの観点から、加熱部材を低熱容量化し、昇温が早い定着装置が開発されてきており、そのような定着装置の場合、加圧ローラ側が暖まる前に通紙可能になることから、より加熱部材と加圧ローラとの間に温度差が大きく、定着時の紙の表裏の温度差が大きくなりやすい構成のため定着装置で発生させるバックカールが大きくなってきており、このバックカールの大きい状態で排出することで、排紙トレイ上の規定枚数積載できないことや、排紙トレイ上の積載そのものが乱れるといった問題が発生する。

定着ニップ部の下流側において記録紙にガイド部材を押し付けることにより、定着ニップ部で発生する記録紙のバックカールを矯正する技術は既に存在する（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１に記載された技術は、定着ニップ部の下流側に順番に異なる位置に配置された第１の搬送ローラと第２の搬送ローラと、第１、第２の搬送ローラ間の記録紙搬送経路に関し定着ニップ部で発生する記録紙のバックカールの方向側に備えられ、記録紙に押し付けることにより、記録紙をバックカールの向きとは反対の向きに湾曲するガイド部材とを備えている。そして、第２の搬送ローラによる記録紙の搬送速度を第１の搬送ローラによる記録紙の搬送速度よりも大きな値に設定されることにより、記録紙がバックカールの向きとは逆向きに湾曲した状態で搬送して、記録紙のカールを矯正できる。

特許文献２に記載された技術は、定着ニップ部の下流側に駆動ローラと従動ローラ部材とで構成される補助ニップ部を有し、補助ニップ部の直後に補助ニップ部を通過する記録紙を反対側に曲げながら搬送するガイド部材を備え、記録紙にガイド部材を押し付けることにより、定着ニップ部で発生したバックカールと逆方向に曲げて、記録紙のカールを矯正できる。

しかしながら、定着装置では、例えば、定着ニップ部を形成している加圧ローラが回転停止する際に、駆動源を含む駆動系の慣性で加圧ローラが回転し続けることがある。その際に、加圧ローラと補助ニップ部の駆動ローラの周速が異なることにより、定着ニップ部における記録紙搬送速度と補助ニップ部における記録紙搬送速度との関係が相違することになり、定着ニップ部と補助ニップ部の双方に挟持されていた用紙が蛇腹状になったり、千切れたりしてしまうという問題がある。このような問題について、特許文献１，２に記載された技術では、解決されていない。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、駆動系の駆動状況の変化に関わらず、定着ニップ部における記録紙搬送速度と補助ニップ部における記録紙搬送速度とを一定の関係に保つことができ、安定した用紙搬送性が得られる定着装置および画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明に係る定着装置は、可撓性を有する無端状の定着部材と、前記定着部材を加熱する熱源と、前記定着部材に直接もしくは摺動部材を介して接するニップ形成部材と、前記定着部材に関し反対側で前記ニップ形成部材と対向しかつ前記定着部材を押圧することで前記ニップ形成部材と協働して定着ニップ部を形成しつつ駆動回転する加圧部材と、前記定着ニップ部の記録紙搬送方向下流側に隣接してバックカール矯正機構を備え、前記バックカール矯正機構は、記録紙にバックカールが生じる側に備える駆動ローラと前記駆動ローラに対向する従動ローラとにより形成され、前記記録紙を補助搬送する補助ニップ部と、前記駆動ローラと同じ側に設けられ、前記補助ニップ部から送出される前記記録紙を前記バックカールのカール方向とは逆向きに湾曲させて案内するガイド部材と、を備え、前記定着ニップ部で画像を熱と圧力を加えて前記記録紙に定着させる定着装置において、前記駆動ローラと前記加圧部材との駆動連結は、前記駆動ローラの回転軸に回転駆動力を入力する駆動ローラ側連結ギアと、前記加圧部材の回転駆動力を分岐出力する加圧部材側連結ギアとの連結により行われる構成である。

本発明によれば、駆動系の駆動状況の変化に関わらず、定着ニップ部における記録紙搬送速度と補助ニップ部における記録紙搬送速度とを一定の関係に保つことができ、安定した用紙搬送性が得られる定着装置および画像形成装置を提供できる。

本発明の実施の一形態に係るバックカール矯正機構を有する定着装置を備えた画像形成装置の全体構成図である。 本発明の実施の一形態に係る定着装置の断面図である。 本発明の実施の一形態に係る脱圧機構における押圧時の側面図である。 本発明の実施の一形態に係る脱圧機構における脱圧時の側面図である。 本発明の実施の一形態に係る画像形成装置における駆動ローラの押圧時の側面図である。 本発明の実施の一形態に係る画像形成装置における駆動ローラの脱圧時の側面図である。 本発明の実施の一形態に係る定着装置の内部構造を説明する外観斜視図である。 本発明の実施の一形態に係る定着装置の側面図である。

以下、本発明に係る定着装置および画像形成装置の実施形態について図面を参照して説明する。

まず、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。
図１に示す画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、画像形成部Ａと、給紙部Ｂと、定着装置２０と、一対の排紙ローラ１３と、排紙トレイ１４と、一対の反転ローラ１６と、両面ユニット１７等を有している。

画像形成部Ａは、後述する、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、露光装置９と、転写装置３等を含んでいる。画像形成装置１は、特徴的な構成として、定着装置２０に、バックカール矯正機構Ｃを備えている。以下詳細に説明する。

画像形成装置１の画像形成装置本体の中央には、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。

具体的に、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８と、を含む。なお、図１においては、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃは、ブラックの作像部４Ｋと同様な構成なので、その符号を省略している。

各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、図示しないレーザー光源、ポリゴンミラー５１ａ、ｆ−θレンズ５１ｂ、複数の反射ミラー５１ｃ等を有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射し各感光体５の表面に静電潜像を形成するようになっている。

また、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、中間転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６と、二次転写バックアップローラ３２と、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４と、ベルトクリーニング装置３５とを備える。

中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３およびテンションローラ３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２を回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。

４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）又は所定の交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。

二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、上記一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にも電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。

ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置３５で回収された廃トナーは、廃トナー移送ホースを介して廃トナー収容器に収容される。

画像形成装置本体の上部には、ボトル収容部２が設けられており、ボトル収容部２には、補給用のトナーを収容する４つのトナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと上記各現像装置７との間に設けた図示しない補給路を介して、各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから各現像装置７にトナーが補給される。

一方、画像形成装置本体の下部には、給紙部Ｂを備えている。給紙部Ｂは、記録媒体としての記録紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から記録紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１等を有している。

なお、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、手差し給紙機構を備えていてもよい。本実施形態において、厚紙とは、坪量が１６０ｇ／ｍ^２以上の紙を言うものとする。

画像形成装置本体内には、記録紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも記録紙搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って記録紙Ｐを二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ１２が配設されている。

また、二次転写ローラ３６の位置よりも記録紙搬送方向下流側には、未定着トナー画像を担持させた記録紙Ｐを加圧・加熱してトナー画像を記録紙Ｐに定着させる定着装置２０が配設されている。さらに、定着装置２０よりも搬送路Ｒの記録紙搬送方向下流側には、記録紙Ｐを装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、画像形成装置本体の上面部には、装置外に排出された記録紙Ｐをストックするための排紙トレイ１４が設けられている。

また、排紙ローラ１３と定着装置２０の間には、分岐部材１５が設けられている。分岐部材１５は、片面通紙モード時には、図１に示す第１の状態となり、一方、両面通紙モードの時には、図１に示す第１の状態から矢印方向に閉じた第２の状態になるよう回動可能に本体に固定されている。

すなわち、分岐部材１５は、定着装置２０の下流側に搬送される記録紙Ｐを機外の排紙トレイ１４へ排出する機外排出経路（排紙ローラ１３を通過する経路）と両面印刷の反転経路（後述する両面ユニット１７内を通る経路）とを切り替えるように構成されているので、本発明の記録紙搬送経路分岐手段を構成している。さらに、分岐部材１５と定着装置２０の間に、後述するバックカール矯正機構Ｃを備えている。

両面反転経路４０には、分岐部材１５の下流側に設けられた記録紙Ｐをスイッチバックさせる反転ローラ１６と、反転ローラ１６とレジストローラ１２との間には両面ユニット１７とを備えている。この両面ユニット１７は、搬送ローラ４２〜４４を備えて両面印刷の反転経路を構成しており、第一面定着後の記録紙Ｐを反転ローラ１６でスイッチバックさせ搬送ローラ４２〜４４を経由してレジストローラ１２に搬送するようになっている。

次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の基本的な動作について説明する。

まず、作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにおける各感光体５が図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。

このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像は画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト３０を図の矢印で示す方向に周回走行させる。

また、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。

その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色の画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体５上の画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。

このようにして、中間転写ベルト３０の表面にフルカラーの画像が担持される。また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。そして、各感光体５の表面が除電装置によって除電され、表面電位が初期化される。

プリンタの下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から記録紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された記録紙Ｐは、レジストローラ１２によって搬送が一旦停止される。

その後、所定のタイミングでレジストローラ１２の回転駆動を開始し、中間転写ベルト３０上の画像が二次転写ニップに達するタイミングに合わせて、記録紙Ｐを二次転写ニップへ搬送する。このとき、二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上の画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、中間転写ベルト３０上の画像が記録紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき記録紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、廃トナー収容器へと搬送される。

その後、記録紙Ｐは定着装置２０へと搬送され、定着装置２０によって記録紙Ｐ上の画像が当該記録紙Ｐに定着される。定着装置２０から搬送された記録紙Ｐは、記録紙Ｐを装置外へ排出する経路と両面反転経路を切り替えるための分岐部材１５を経由して、排出方向、再給紙方向へと案内される。

片面通紙モード時は、分岐部材１５が開いて、排出のための一対の排紙ローラ１３によって装置外へ搬送され、画像形成装置本体の上面部に設けられた装置外に排出された記録紙Ｐをストックするための排紙トレイ１４に排出される。

両面通紙モードの時は、分岐部材１５が矢印の方向に閉じることで、第一面定着後の記録紙Ｐは両面反転経路４０へ案内される。両面反転経路４０に案内された記録紙Ｐは、一対の反転ローラ１６にて、スイッチバックし、両面ユニット１７に搬送され、再度一対のレジストローラ１２に搬送され再給紙されることで、第一面と同様に、第２面画像を記録紙Ｐの裏面にプリントする。そして、記録紙Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。

以上の説明は、記録紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成し、また２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成することも可能である。

次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置１のバックカール矯正機構Ｃを有する定着装置２０について詳細に説明する。
図２は、本実施形態に関わるバックカール矯正機構を有する定着装置の断面図である。

図２に示すように、定着装置２０は、記録紙Ｐに担持された転写後のトナー画像Ｔを熱と圧力により融解・浸透させて定着するために用いられており、加熱されながらエンドレス走行が可能な可撓性を有する定着ベルト２１を備えている。

定着装置２０は、画像形成部Ａでトナー画像を転写された記録紙Ｐを定着ニップ部Ｎを通過させかつ定着ニップ部Ｎで熱と圧力を加えてトナー画像を記録紙Ｐに定着させる。

定着装置２０には、無端な定着ベルト（定着部材）２１に加えて、定着ベルト２１と当接した当接状態で定着ベルト２１との間に圧力を作用させて定着ニップ部Ｎを形成する対向回転体である加圧ローラ（加圧部材）２２が設けられている。定着ベルト２１の内部には、定着ニップ部Ｎ以外の箇所で定着ベルト２１の内面側を加熱する複数のハロゲンランプ２３ａ，２３ｂを備えたヒータ（熱源）２３が備えられている。

定着ベルト２１の内部には、定着ベルト２１の内側に配設されたニップ形成用のベース部材であるニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４を支持するステー２５と、ヒータ２３から放射される光を定着ベルト２１へ反射する反射部材２６が設けられている。

ニップ形成用のベース部材であるニップ形成部材２４は、詳細を図示しないが、ベースパッドを巻いている摺動シート（低摩擦シート）を有する。

図２に示すニップ形成部材２４は、定着ニップ部Ｎの形状が平坦状であるが、この形状に限らない。例えば、加圧ローラ２２の周面に沿って凹状に定着ニップ部Ｎを形成した場合には、定着ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｐの先端が加圧ローラ２２側に寄るので、定着ベルト２１からの分離性が向上する利点がある。

定着ベルト２１の温度は、記録紙Ｐが定着ニップ部に進入する側に設けられた温度センサ２７によって検出され、ヒータ２３のフィードバック処理に用いられる。なお、図２において矢印Ｆは、記録紙Ｐの搬送方向を示している。

定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有するスリーブ状に形成された無端状のベルトであり、基材とその表面に位置する離型層により構成されている。基材には、ニッケルもしくはＡ−ＳＵＳ等の金属材料またはポリイミドなどの樹脂材が用いられる。また離型層には、トナーに対する離型性を有するテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などが用いられる。

加圧ローラ２２は、芯金２２ａと、芯金２２ａの周面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等から成る弾性層２２ｂと、弾性層２２ｂの表面に設けられたＰＦＡ又はＰＴＦＥ等から成る離型層によって構成されている。

加圧ローラ２２は、図示しない加圧手段によって定着ベルト２１側へ加圧され定着ベルト２１と当接状態でベース部材としてのニップ形成部材２４に当接している。

この加圧ローラ２２と定着ベルト２１とが当接する箇所では、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂが押し潰されることで、定着ベルト２１との間に圧力を受けてニップ形成部材２４が所定の幅の定着ニップ部Ｎを確保するようになっている。

加圧ローラ２２は、プリンタ本体に設けられた図示しないモータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ２２が回転駆動すると、その駆動力が定着ニップ部Ｎで定着ベルト２１に伝達され、定着ベルト２１が従動回転するようになっている。

本実施形態に係る定着装置２０では、加圧ローラ２２を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ２２の内部に、輻射熱を用いるハロゲンヒータ等の加熱源を配設することも可能である。また、弾性層２２ｂが無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着トナーを押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ１００μｍ以上の弾性層を設けることが望ましい。

中空ローラに用いられるパイプ状金属として、アルミニウム、鉄あるいはステンレスなどが選択できる。加圧ローラ２２内に熱源を設ける場合には、熱源からの輻射熱により支持体が加熱されるのを抑制するために、支持体表面に断熱層を設けることや鏡面処理による熱線反射面を設けることが望ましい。この場合の熱源には、上述したハロゲンヒータに限らず、ＩＨヒータや抵抗発熱体、あるいはカーボンヒータを用いることも可能である。

上述した定着装置２０の場合、低熱容量の加熱部材を直接加熱する構成のため、昇温が非常に早い定着装置であるため、ファーストプリントが早くできるメリットがある。しかし、記録紙Ｐにバックカールが生じる観点からすると、加圧ローラが十分温まる前に定着が行われるため、上述したような表裏の温度差によるバックカール（例えば図２で示す実線Ｐ'の湾曲形状）が非常に大きくなる。

定着装置２０の記録紙出口側には、定着ニップ部近傍で定着ニップ部Ｎを通過した記録紙Ｐを分離して排紙部に向け排出方向にガイドする分離搬送機構が設けられている。

分離搬送機構は、定着ニップ部から移動する記録紙Ｐの移動方向下流側で定着ベルト２１側に近接する先端２０１ａを有したベルト側分離部材２０１と、加圧ローラ２２側に近接する揺動端２０２ａを有した加圧側分離部材２０２とを備えている。

ベルト側分離部材２０１は、定着ベルト２１に対して粘着して貼り付き気味な記録紙Ｐを定着ベルト２１から剥離するために設けられている。このため、貼り付いている記録紙Ｐを定着ベルト２１の表面から浮き上がらせることができる近接位置に位置決めできる精度が得られるように金属製のものが用いられる。

加圧側分離部材２０２は、樹脂成型品が用いられており、一部に設けられた支持ロッド２０２Ａが筐体側（図示されず）に回転可能に支持されることにより、加圧ローラ２２に対向する揺動端２０２ａを加圧ローラ２２に対して接離可能となるように揺動可能である。

加圧側分離部材２０２は、加圧ローラ２２に対して揺動することにより、例えば、ジャムを生じた記録紙Ｐを定着ニップ部Ｎから取り除く際に加圧ローラ２２から離れる方向に大きく揺動され、定着ニップ部Ｎへの手の挿入スペースを作ることができる。これにより、記録紙Ｐの引き出しが可能となる。

分岐部材１５と定着装置２０の間に備えられるバックカール矯正機構Ｃは、駆動ローラ２０４と、従動ローラ２０３と、ガイド部材２０５と、を有する。

駆動ローラ２０４および従動ローラ２０３は分離部材２０１，２０２の下流側に配置されている。駆動ローラ２０４は本発明の駆動ローラを構成しており、従動ローラ２０３は本発明の従動ローラを構成している。

駆動ローラ２０４は、定着装置２０と分岐部材１５との間の搬送経路に関し、定着ニップ部において記録紙Ｐにバックカールが生じる側（加圧ローラ２２側）に備えられる。

従動ローラ２０３は、定着装置２０と分岐部材１５との間の搬送経路に関し、定着ニップ部において記録紙Ｐを加熱する側（定着ベルト２１側）に備えられる。

駆動ローラ２０４と従動ローラ２０３は、補助ニップ部を形成して転がり回転し記録紙Ｐの搬送を補助する。定着ニップ部と補助ニップ部との間の距離は記録紙Ｐの長さよりも短く設定されている。

ジャムの発生を防ぐために以下のように構成されている。まず、駆動ローラ２０４の径が従動ローラ２０３の径よりも所要大きく設定されている。補助ニップ部における記録紙搬送速度が定着ニップ部における記録紙搬送速度よりも僅かに小さく設定されている。そして、補助ニップ部のニップ圧が定着ニップ部のニップ圧よりも所要小さく設定されている。この構成により、定着ニップ部と補助ニップ部との間で記録紙Ｐにジャムの発生が生じない。

駆動ローラ２０４は少なくともローラ周面部がゴムにより形成され、従動ローラ２０３は、少なくともローラ周面部が駆動ローラ２０４のローラ周面部よりも硬質でかつ離型性を有するよう形成されていればよい。

この実施の形態では、駆動ローラ２０４は、芯金２０４ａ（後述においては、ローラ軸２０４ａという。）と、芯金２０４ａの表面に設けられたシリコン、ＥＰＤＭ、ウレタン、フッ素ゴム等からなる高摩係数のソリッドゴム材料２０４ｂとから構成し、記録紙搬送力を得られるようにしている。

従動ローラ２０３は、中空のパイプ状金属表面にＰＦＡ、ＥＴＦＡ、ＦＥＰ等の低μのチューブ（厚み３０〜３００μｍ）を被せた構成にしている。

中空のパイプ状金属にしている理由としては、定着時に紙から蒸発して発生した水蒸気が従動ローラ側に付着する結露防止ため、低熱容量化し、定着からの熱ですぐに温まるようにするためである。

表面に低μのチューブを配置している理由としては、定着後に溶け切れなかった微量なトナーが付着しづらくし、付着しても堆積しないようにするためである。すなわち、従動ローラ２０３側は画像面側に常時接触しながら搬送するので、前述した構成となっている。従動ローラ２０３は、ホルダを介して図示しないバネ部材によって画像形成装置本体に保持されており、ホルダを前記バネにて加圧することによって、駆動ローラ２０４と従動ローラ２０３は接触して補助ニップ部を形成し記録紙Ｐを補助搬送可能になっている。

ガイド部材２０５は、回動中心が駆動ローラ２０４のローラ軸と同軸となるように定着ユニットより設けられている。

ガイド部材２０５は、図２に示す第１の位置に位置される状態では、補助ニップ部を通過中の記録紙Ｐの搬送方向前側部分を駆動ローラ２０４と同じ側で押圧するように摺動接触し、記録紙Ｐをバックカールと逆側に凹面状に屈曲させるように機能する。

すなわち、ガイド部材２０５は、第１の位置に保持される場合、補助ニップ部を通過中の記録紙Ｐの方向（ローラ対の中心を結んだ線に対して、直角方向）対して、駆動ローラ２０４と同じ側から経路を塞ぐような位置に配置されるようになっている。

このため、記録紙Ｐの先端は図２に示す接触角度θでガイド部材２０５と接触し、記録紙Ｐは、その後、ガイド部材２０５に押圧されながら、駆動ローラ２０４と従動ローラ２０３のニップ搬送力により、補助搬送されることになる。

そうすると、ガイド部材２０５は、記録紙Ｐに対し、最終的に補助ニップ部を起点に接触角度θ１をつけながら搬送することになるので、バックカールと反対側に凹曲面となるように湾曲し、バックカール矯正ができる。このような搬送路にすることで、ガイド部材２０５を通過する記録紙Ｐは、定着で発生したバックカールを改善し、排紙トレイ１４に排出可能となる。

このように、バックカール矯正機構Ｃでは、加圧ローラ２２の回転駆動力を駆動ローラ２０４に伝達して補助ニップ部で記録紙Ｐの補助搬送を行い、補助ニップ部から近い位置でガイド部材２０５が、記録紙Ｐをそのバックカールの方向とは逆向きに湾曲させるので、ガイド部材２０５から出た記録紙Ｐは、定着で発生したバックカールを改善し、排出可能となる。

図３に示すように、脱圧機構における押圧時には、加圧ローラ２２が定着ベルト２１、ニップ形成部材２４に対して、トナー画像が記録紙に転写されるのに必要な押圧力で押圧し、印刷状態にある。

図４に示すように、脱圧機構における脱圧時は、加圧ローラ２２と定着ベルト２１の間に挟まったジャム紙を取り除き易くするためや、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂの圧縮永久歪を緩和するために、非印刷時に押圧力を緩和している状態にある。

加圧ローラ２２はアーム部３０１に軸支されている。アーム部３０１は回転中心軸３０３を回転中心にして揺動可能な構成となっている。アーム部３０２上にはカムフォロア３０４が回転可能に配設されている。アーム部３０２もアーム部３０１と同様に回転中心軸３０３を回転中心にして揺動可能な構成となっている。

カム３０５は回転中心軸３０３が配設されているフレーム３０９上に回転可能に配設されている。

脱圧機構は、脱圧時において、カム３０５は下死点３０５ａにてカムフォロア３０４と接触する位置において、図示しない駆動機構により固定されている。

脱圧機構は、図示しない制御手段より印刷開始の信号を得ると、カム３０５は上死点３０５ｂにてカムフォロア３０４と接触する位置に図示されない駆動源により回転し固定される。アーム部３０２は回転中心軸３０３を中心に、図３中において時計回転方向に回転する。

アーム部３０２の動作により、アーム部３０２上に配設されている押圧ばねストッパ部３０２ａが押圧ばね３０６（圧縮スプリング）を押圧ばね３０６が圧縮する方向に押し込む。

押圧ばね固定ネジ３０７は、押圧ばね３０６の内径部を貫通し、調整板３０８とネジ固定されている。また一端を図示の如くアーム部３０１に固定している。従って、アーム部３０２の動作が、押圧ばねストッパ部３０２ａ→押圧ばね３０６→調整板３０８→押圧ばね固定ネジ３０７→アーム部３０１→加圧ローラ２２の順に伝達する。

そして、加圧ローラ２２は、定着ベルト２１を挟んでニップ形成部材２４と対向していて、定着ベルト２１を所要圧力で押圧する。これにより、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂが圧縮し定着ニップ部Ｎを形成する。

このとき、図３に示す脱圧機構における押圧時の押圧ばね３０６の全長Ｌ１は、図４に示す脱圧機構における脱圧時の押圧ばね３０６の全長Ｌ２よりも圧縮されて短くなっており、（Ｌ２−Ｌ１）×バネ定数が、加圧ローラ２２を押圧するのに用いられる押圧力ということになる。

調整板３０８は押圧ばね固定ネジ３０７にネジ固定されているので、調整板３０８と押圧バネストッパ部３０２ａとの距離を任意に変更することが可能であり、押圧ばね３０６の加圧ローラ２２に対する押圧力を調整可能な構成となっている。

図５に示すように、駆動ローラ２０４の押圧時には、加圧ローラ２２の端部に配設された加圧ローラギア３１０が、加圧ローラ２２と同期して回転駆動される。すなわち、加圧ローラ２２の軸と駆動ローラ２０４の軸とが加圧ローラギア３１０、アイドラギア３１１、加圧ローラ側連結ギア３１２および駆動ローラ側連結ギア３１３からなる歯車列により連結されることにより、駆動ローラ２０４が、加圧ローラ２２の回転力を伝達されるようになっている。

加圧ローラ側連結ギア３１２は、加圧ローラ２２の両端を軸支し、加圧ローラ２２を押圧状態から脱圧状態へと回動させるアーム部３０１に配設されている。

図６に示すように、駆動ローラ側連結ギア３１３は、駆動ローラ２０４を軸支するガイド部材２０５上に配設され、ガイド部材２０５は回動可能に固定され、駆動ローラ２０４の脱圧時には、駆動ローラ側連結ギア３１３の回動軌跡上に、脱圧状態時の加圧ローラ側連結ギア３１２が配設されていない（干渉しない）ように構成されている。

加圧ローラ２２は図示しない加圧ローラ駆動源により回転する。アイドラギア３１１と、加圧ローラ側連結ギア３１２はアーム部３０１に回転可能に配設されている。

加圧ローラ２２はアーム部３０１に回転可能に固定されているので、加圧ローラギア３１０、アイドラギア３１１、加圧ローラ側連結ギア３１２は互いの芯間を保ちながら、アーム部３０１の動作と連動する構成となっている。

一方で、駆動ローラ側連結ギア３１３と駆動ローラギア３１４とは加圧側分離搬送部材２０２に支持されており、駆動ローラ２０４は押圧時（印刷時）において、加圧ローラ２２より駆動伝達を得て回転している。

このように、駆動ローラ２０４が、加圧ローラ２２の駆動伝達により回転することは、双方の回転動作が同期するため、必要以上に記録紙を引っ張りあったり、弛ませたりすることがないため、用記録紙Ｐの搬送性を安定させるのに有利な構成である。

図７に示す脱圧機構のアーム部３０１は、図５に示す押圧時から図６に示す脱圧時に移行する際（その逆も同様）に、図５に示す回転中心軸３０３を回転中心にして回動する。

加圧ローラギア３１０とアイドラギア３１１と加圧ローラ側連結ギア３１２はアーム３０１上に配設されているので、アーム部３０１と一緒に回動する。

一方、駆動ローラ側連結ギア３１３と駆動ローラギア３１４は加圧側分離搬送部材２０２に配設されており、オペレータが画像形成装置のカバーを開けて手で開放しない限り、位置に変化は生じない。これらのことから、加圧ローラ側連結ギア３１２と駆動ローラ側連結ギア３１３とは離間する。

加圧ローラ２２が脱圧するのは、定着ベルト２１（ニップ形成部材２４）との間に挟持されたジャム紙をオペレータが取り除き易くすることにある。

しかしながら、脱圧時に駆動ローラ２０４の回転負荷が重いままなので、駆動ローラ２０４と従動ローラ２０３の間に挟まれたジャム用紙をオペレータが容易に取り除くことができない。

そこで、加圧側分離搬送部材２０２は支持ロッド２０２ａを中心にして回動するようになっている。これは、オペレータが手で加圧側分離搬送部材２０２を開放することにより、ジャム紙を除去し易くするためである。

図８には、脱圧時に、加圧側分離搬送部材２０２上に配設されている駆動ローラ側連結ギア３１３の、加圧側分離搬送部材２０２が開放された状態が示される。

また、図６には、脱圧時において、駆動ローラ側連結ギア３１３は、駆動ローラ側連結ギア３１３の回動軌跡３１３ａ上に、脱圧状態時の加圧ローラ側連結ギア３１２が配設されていないことが解る。そのため、オペレータが加圧側分離搬送部材２０２を開放する際に、開閉力が低減されることや、連結ギアの破損を未然に防ぐことができる。

上述したように、加圧ローラ２２は、ニップ形成部材２４及び定着ベルト２１に対し、押圧状態から、押圧状態を緩和した脱圧状態へと動作させるための脱圧機構を構成する。加圧ローラ２２の脱圧時に駆動ローラ２０４と加圧ローラ２２との駆動連結は、加圧ローラ側連結ギア３１２と駆動ローラ側連結ギア３１３との離間により解除される。

また、上述したように、加圧ローラ側連結ギア３１２は、加圧ローラ２２の両端を軸支し、加圧ローラ２２を押圧状態から脱圧状態へと回動させるアーム部３０１，３０２に配設されている。

また、上述したように、駆動ローラ側連結ギア３１３は、駆動ローラ２０４を軸支するガイド部材２０５上に配設される。ガイド部材２０５は、回動可能に固定され、駆動ローラ側連結ギア３１３の回動軌跡上に、脱圧状態時の加圧ローラ側連結ギア３１２が配設されない。

以上説明したように、本実施形態の定着装置２０によれば、補助ニップ部における記録紙搬送速度が定着ニップ部における記録紙搬送速度よりも僅かに大きくし、かつ、補助ニップ部のニップ力を定着ニップ部のニップ力よりも所要小さくし、印刷時に、加圧ローラ２２と駆動ローラ２０４の回転動作を同期させる。

本実施形態の定着装置２０によれば、例えば、加圧ローラ２２が停止する際に駆動源を含む駆動系の慣性で回転し続ける場合に、加圧ローラ２２と駆動ローラ２０４との周速が異なると、すなわち、定着ニップ部における記録紙搬送速度と、補助ニップ部における記録紙搬送速度とが異なると、双方に挟持されている記録紙Ｐが蛇腹状になったり、千切れたりしてしまうという問題を回避できる。

すなわち、本実施形態の定着装置２０によれば、印刷時に駆動ローラ２０４が加圧ローラ２２から駆動回転力を伝達される構成としたので、加圧ローラ２２と駆動ローラ２０４との回転動作が同期することになるから、駆動系の駆動状況の変化に関わらず、定着ニップ部における記録紙搬送速度と補助ニップ部における記録紙搬送速度とを一定の関係に保つことができ、安定した用紙搬送性が得られ、定着ニップ部と補助ニップ部とに挟持されている記録紙Ｐが蛇腹状になったり、千切れたりしてしまうという問題は発生しない。

また、本実施形態の定着装置２０によれば、加圧ローラ２２は、ニップ形成部材２４及び定着ベルト２１に対し、押圧状態から、押圧状態を緩和した脱圧状態へと動作させるための脱圧機構を有し、加圧ローラ２２の脱圧時に駆動ローラ２０４と加圧ローラ２２の駆動連結が、加圧部材側連結ギア３１２と搬送補助ローラ側連結ギア３１３の離間により解除される構成であるので、加圧ローラ２２の脱圧状態と、駆動ローラ２０４との駆動連結の解除を同期させて、ジャム処理時のオペレータへの負荷を低減させることができる。

このため、オペレータがジャム処理を実施するのは、印刷停止時（脱圧時）であるので、ジャム処理時に加圧ローラ２２と駆動ローラ２０４とを駆動連結して、オペレータが記録紙を取り除くのに要する負荷を低減するとともに、ジャム紙の千切れや、駆動ギアの破損を防ぐことが可能となる。

また、本実施形態の定着装置２０によれば、搬送補助ローラ側連結ギア３１３は、駆動ローラ２０４を軸支する搬送ガイド板上に配設され、搬送ガイド板は回動可能に固定され、搬送補助ローラ側連結ギア３１３の回動軌跡上に、脱圧状態時の加圧部材側連結ギア３１２が配設されていない構成とした。

すなわち、本実施形態の定着装置２０によれば、加圧部材側連結ギア３１２は、加圧ローラ２２の両端を軸支し、加圧ローラ２２を押圧状態から脱圧状態へと回動させるアーム部３０１に配設されている構成としたので、アーム部３０１の動作を利用し、加圧ローラ側連結ギア３１２を動作させるために、脱圧機構の動作と連動して、加圧ローラ側連結ギア３１２と駆動ローラ側連結ギア３１３を離間させ、搬送補助ローラ側連結ギア３１３に対し、加圧部材側連結ギア３１２を退避させることができる。これにより、駆動ローラ側連結ギア３１３に対し、加圧ローラ側連結ギア３１２を退避させることができるので、ガイド部材２０５の開閉が容易になり、ジャム処理性が向上した。

すなわち、本実施形態の画像形成装置１は、上述した定着装置２０を備えているので、上述した定着装置２０と同一の効果が得られる。

本発明によれば、駆動系の駆動状況の変化に関わらず、定着ニップ部における記録紙搬送速度と補助ニップ部における記録紙搬送速度とを一定の関係に保つことができ、安定した用紙搬送性が得られるという効果を有し、複写機やファクシミリ、プリンタなどの電子写真方式を利用した定着装置および画像形成装置の全般に有用である。

１ 画像形成装置
Ｐ 記録紙
２０ 定着装置
２１ 定着ベルト（定着部材）
２２ 加圧ローラ（加圧部材）
２３ ヒータ（熱源）
２４ ニップ形成部材
２０３ 従動ローラ
２０４ 駆動ローラ
２０５ ガイド部材
３０１，３０２ アーム部
３１０ 加圧ローラギア（加圧部材側連結ギア；歯車列）
３１１ アイドラギア（歯車列）
３１２ 加圧ローラ側連結ギア（加圧部材側連結ギア；歯車列）
３１３ 駆動ローラ側連結ギア（歯車列）

特開２００１−０４８３９９号公報 特開平９−１８８４５６号公報

Claims (4)

1. 可撓性を有する無端状の定着部材と、
   前記定着部材を加熱する熱源と、
   前記定着部材に直接もしくは摺動部材を介して接するニップ形成部材と、
   前記定着部材に関し反対側で前記ニップ形成部材と対向しかつ前記定着部材を押圧することで前記ニップ形成部材と協働して定着ニップ部を形成しつつ駆動回転する加圧部材と、
   前記定着ニップ部の記録紙搬送方向下流側に隣接してバックカール矯正機構を備え、
   前記バックカール矯正機構は、
   記録紙にバックカールが生じる側に備える駆動ローラと前記駆動ローラに対向する従動ローラとにより形成され、前記記録紙を補助搬送する補助ニップ部と、
   前記駆動ローラと同じ側に設けられ、前記補助ニップ部から送出される前記記録紙を前記バックカールのカール方向とは逆向きに湾曲させて案内するガイド部材と、を備え、
   前記定着ニップ部で画像を熱と圧力を加えて前記記録紙に定着させる定着装置において、
   前記駆動ローラと前記加圧部材との駆動連結は、前記駆動ローラの回転軸に回転駆動力を入力する駆動ローラ側連結ギアと、前記加圧部材の回転駆動力を分岐出力する加圧部材側連結ギアとの連結により行われ、
   前記加圧部材は、ニップ形成部材及び定着部材に対し、押圧状態から、押圧状態を緩和した脱圧状態へと動作させるための脱圧機構を有し、
   前記駆動ローラと前記加圧部材との駆動連結は、加圧部材の脱圧時には、前記加圧部材側連結ギアと前記駆動ローラ側連結ギアとの離間により解除されることを特徴とする定着装置。
2. 前記加圧部材側連結ギアは、前記加圧部材の両端を軸支し、前記加圧部材を押圧状態から脱圧状態へと回動させるアーム部に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記駆動ローラ側連結ギアは、前記駆動ローラを軸支するガイド板上に配設され、前記ガイド板は回動可能に固定され、前記駆動ローラ側連結ギアの回動軌跡上に、前記脱圧状態時の前記加圧部材側連結ギアが配設されていないことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の定着装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

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